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力傳感器有哪幾種(應變式、壓電式、數字式、電容式)

發布時間:2023-11-23 09:32:57

作者:小編

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力傳感器是一種利用力學原理測量和轉換外界作用力(力)的裝置。它可以將外力(包括重力、加速度、力矩等)轉換成電信號(電壓或電流),或將外部的電信號轉換成外力(包括重力、加速度等)的一種傳感器。


力傳感器


力傳感器有哪幾種?


力傳感器是各種工業設備的核心元件,它通過檢測物體和設備之間的力來確定被測物體的位置和運動情況。力傳感器可分為應變式力傳感器、壓電式力傳感器、數字式力傳感器和電容式力傳感器四種類型。


1、應變式


應變式力傳感器是用彈性體材料應變時,其尺寸、形狀和受力狀態發生變化,從而引起電阻值變化的一種傳感器。應變式力傳感器主要由彈性體、電阻體和連接電路組成。當外力作用在彈性體上時,彈性體發生彈性變形,其尺寸隨之發生變化,電阻也相應發生變化。這樣,電阻體上的電阻值就會發生變化,由此便可測出外力的大小。


應變式力傳感器結構簡單、制造容易、價格便宜、便于與各種傳感器集成等優點,使其廣泛應用于各種工業自動化設備中。但由于應變式力傳感器在使用過程中受環境溫度的影響較大,因此它不適宜在高溫、高濕環境中使用。


2、壓電式


壓電式力傳感器是利用壓電效應制作的力傳感器。它主要由壓電晶體和引線組成。當它受到力的作用時,壓電晶體發生形變,在晶體的兩側產生電壓。然后,引線被用來產生電流,從而使其內部產生微小的機械振動。這樣,晶體就能在電壓作用下產生微小的位移,進而測量出所受到的力。


壓電式力傳感器主要分為懸臂式、簡支式、板式力傳感器。懸臂式是將一個壓電晶體懸臂固定在兩個彈性梁之間,而簡支式則是將兩個彈性梁固定在一起。


3、數字式


數字式力傳感器是利用力的傳遞原理,采用數字信號處理技術將被測物體的重力、加速度、力矩等信號轉換成電信號,并將其進行處理后輸出。它具有體積小、功耗低、壽命長、可靠性高等特點,非常適合于現場檢測。


數字式力傳感器可以分為電磁型數字式力傳感器和電感型數字式力傳感器兩種。電磁型數字式力傳感器是利用電感的磁通量變化來測量外力,通過檢測電磁力的大小來實現測量的。電感型數字式力傳感器是利用電子元器件將外界電磁場變化轉換為電信號,然后再將其轉換為標準輸出。


由于電磁型數字式力傳感器的體積較小、功耗低,因此被廣泛應用于各種現場檢測。它常用于電動工具、汽車零部件及家用電器等領域。


4、電容式


電容式力傳感器是一種基于電容原理的傳感器,它將力信號轉換為電信號,這種類型的力傳感器常用于檢測大負荷。它是利用電容值隨外載荷的變化而變化的特性實現力檢測的。在這個過程中,將力信號轉換為電信號。在這種類型的傳感器中,電容的測量范圍一般為幾個微法拉,其中最常用的是1/10個法拉電容式力傳感器。它有很強的抗干擾能力,而且線性好、測量范圍廣、動態響應好等優點。但是這種類型的力傳感器對環境要求比較嚴格,需要對被測物進行測量之前需要進行標定和校準。


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